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氮化铁材料普遍具有良好的耐蚀性、耐磨性和抗氧化性，在工业领域有广泛的应用，其中ε-Fe3N、γ-Fe4N和α"-Fe16N2还具有优异的磁学性能。目前，氮化铁材料主要集中于薄膜材料或粉体材料，制备有确定厚度的片状氮化铁材料有一定技术难度，这严重限制了该种材料的应用和发展。为解决以上难点，本文分别对薄片状α"-Fe16N2磁性材料和厚片状氮化铁材料展开研究。 文章主要分为两部分，第一部分对薄片状(60μm)纯铁进行了氮化、退火、淬火以及回火等一系列热处理工艺研究，此过程中相变是讨论的重点。其中，α"-Fe16N2相因其巨磁性而受到广泛关注，故对其产生的具体条件展开研究，并对其磁性能进行测试，主要的研究结果如下: (1)片状材料中，α"-Fe16N2产生的理想温度是150℃，当温度高于160℃时，将分解为更稳定的γ-Fe4N相; (2)经过淬火的试样在150℃回火4.5h后制得含有50％的α"-Fe16N2，其饱和磁化强度高达223.6emu/g，高于纯铁的218 emu/g。 第二部分对厚片状(400μm)纯铁进行传统气体氮化处理，通过优化气体渗氮工艺，达到缩短渗氮时间、增加化合物层形成速度的效果，从而解决渗氮层较浅这一实际问题。采用的方法有高低温循环渗氮法和中间退火循环渗氮法，主要的研究结果如下: (1)通过高低温循环渗氮能够有效制备出带有厚化合物层的氮化铁材料，基体中针状氮化物加长加粗，但此方法易使表面化合物层开裂; (2)中间退火循环渗氮对于化合物层的加厚最明显，基体内析出的针状氮化物越来越少，退火可以避免化合物层开裂，但得到的表层化合物硬度较低; (3)渗氮时，晶界是氮原子扩散的快速通道，晶界和基体析出的针状氮化物交织成网络状结构，加快氮化进程。